PA6/PP共混管材配方研究
摘要:通过在PP基体中对加入的阻隔树脂尼龙6的用量、相容剂的种类、相容剂的用量的改变来讨论PA6/PP共混物配方的优缺点,从而确定最好配方。结果表明,三种相容剂马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、衣康酸(ITA)中,MAH的接枝率最高,相容性最好。相容剂的种类及用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率有明显影响;阻隔树脂PA6的用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率、吸油率等有显著影响。
关键词:聚丙烯;尼龙6;相容剂;阻隔性
PP作为通用热塑性塑料,与其他塑料相比,密度低,屈服强度,拉伸强度等机械性能均较优异,吸水性小,耐油及耐化学性能优良,易加工且成本较低,并有突出的耐应力开裂性和耐磨性。但PP存在低温脆性,硬度较低成型收缩率大,易老化等缺点。PA6具有良好的综合性能,如冲击强度和拉伸强度高,摩擦系数小,自润滑性好,耐磨性和化学稳定性好有自熄性等,广泛应用于汽车,电子电气,机械,铁路,兵器和建筑等领域。但PA6强极性的特点,使其吸水或吸湿率大,影响制品的尺寸稳定性和电性能。
聚丙烯管不含任何增塑剂,不会霉变和滋生细菌,不含有害成分,无毒,耐热性高,耐压,耐腐蚀性能好。加入阻隔料PA6后,其阻隔性能明显上升,从而可以适合各种有特殊用途的管材。可广泛应用于化工用管、建筑用管、民用管材、工业用管、天然气管道、汽车用管等。
1实验部分
1.1样品制备
将St和MAH两种单体以及PP和一些助剂在高速混合机里充分混合,然后在挤出机中进行熔融接枝造粒,制成接枝母粒。再将接枝物母料、PP、PA6及其他助剂在双螺杆挤出机挤出造粒。通过改变配方制成多种样品。
1.2测试与表征
1.2.1力学性能测试
将样品制片,水煮交联后干燥,然后在万能试验机上按GB1040-92测试其拉伸强度和断裂伸长率。
1.2.2吸油率的测试
为了实验的方便,可采用国标HG2-146-65对塑料耐油性的测定方法(即测定吸油值的方法)来标定阻隔性,它是测定材料阻隔性能的方法之一。
将挤出共混物用模具压成薄板,裁成小片,并在60℃下干燥10h,称其质量W1(未水煮交联的),然后浸在60℃的二甲苯中15h后取出,快速称量得W2,再在80℃下干燥10h后称量W3,最后计算吸油率。
吸油率=(W2-W3)/W1×100%
2结果与讨论
2.1相容剂的选择
2.1.1红外光谱分析
图1为纯PP与抽提过的PP-g-MAH的红外光谱图。
从图1,2,3中可以看出,近似1730cm-1的吸收峰为接枝上的羰基的特征吸收峰,840cm-1是聚丙烯C-H面外弯曲振动。三种接枝物都在近似1730cm-1出现了明显的吸收峰,说明接枝单体MAH,ITA,AA都成功的接枝到PP分子链上。
2.1.2接枝率的计算
将提纯后的样品干燥后制片。薄片用丙酮洗净后烘干,用红外光谱仪测定3各特征基团(PP骨架:2722cm-1,羰基:1732cm-1,苯乙烯:702cm-1)的吸光度比。根据标准曲线可以得到接枝率的绝对值。1732cm-1和840cm-1(聚丙烯C-H面外弯曲振动)的峰面积之比即两基团吸光度比,它反映了聚丙烯上接枝单体接枝率的相对大小,即PP的相对接枝率,然后根据下式计算接枝率。
RGMAH/ITA/AA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)
从红外谱图1中可得:RGMAH=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.31
从红外谱图2中可得:RGITA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.20
从红外谱图3中可得:RGAA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.17
结论:单体MAH的接枝效果最好。
摘要:通过在PP基体中对加入的阻隔树脂尼龙6的用量、相容剂的种类、相容剂的用量的改变来讨论PA6/PP共混物配方的优缺点,从而确定最好配方。结果表明,三种相容剂马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、衣康酸(ITA)中,MAH的接枝率最高,相容性最好。相容剂的种类及用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率有明显影响;阻隔树脂PA6的用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率、吸油率等有显著影响。
关键词:聚丙烯;尼龙6;相容剂;阻隔性
PP作为通用热塑性塑料,与其他塑料相比,密度低,屈服强度,拉伸强度等机械性能均较优异,吸水性小,耐油及耐化学性能优良,易加工且成本较低,并有突出的耐应力开裂性和耐磨性。但PP存在低温脆性,硬度较低成型收缩率大,易老化等缺点。PA6具有良好的综合性能,如冲击强度和拉伸强度高,摩擦系数小,自润滑性好,耐磨性和化学稳定性好有自熄性等,广泛应用于汽车,电子电气,机械,铁路,兵器和建筑等领域。但PA6强极性的特点,使其吸水或吸湿率大,影响制品的尺寸稳定性和电性能。
聚丙烯管不含任何增塑剂,不会霉变和滋生细菌,不含有害成分,无毒,耐热性高,耐压,耐腐蚀性能好。加入阻隔料PA6后,其阻隔性能明显上升,从而可以适合各种有特殊用途的管材。可广泛应用于化工用管、建筑用管、民用管材、工业用管、天然气管道、汽车用管等。
1实验部分
1.1样品制备
将St和MAH两种单体以及PP和一些助剂在高速混合机里充分混合,然后在挤出机中进行熔融接枝造粒,制成接枝母粒。再将接枝物母料、PP、PA6及其他助剂在双螺杆挤出机挤出造粒。通过改变配方制成多种样品。
1.2测试与表征
1.2.1力学性能测试
将样品制片,水煮交联后干燥,然后在万能试验机上按GB1040-92测试其拉伸强度和断裂伸长率。
1.2.2吸油率的测试
为了实验的方便,可采用国标HG2-146-65对塑料耐油性的测定方法(即测定吸油值的方法)来标定阻隔性,它是测定材料阻隔性能的方法之一。
将挤出共混物用模具压成薄板,裁成小片,并在60℃下干燥10h,称其质量W1(未水煮交联的),然后浸在60℃的二甲苯中15h后取出,快速称量得W2,再在80℃下干燥10h后称量W3,最后计算吸油率。
吸油率=(W2-W3)/W1×100%
2结果与讨论
2.1相容剂的选择
2.1.1红外光谱分析
图1为纯PP与抽提过的PP-g-MAH的红外光谱图。
从图1,2,3中可以看出,近似1730cm-1的吸收峰为接枝上的羰基的特征吸收峰,840cm-1是聚丙烯C-H面外弯曲振动。三种接枝物都在近似1730cm-1出现了明显的吸收峰,说明接枝单体MAH,ITA,AA都成功的接枝到PP分子链上。
2.1.2接枝率的计算
将提纯后的样品干燥后制片。薄片用丙酮洗净后烘干,用红外光谱仪测定3各特征基团(PP骨架:2722cm-1,羰基:1732cm-1,苯乙烯:702cm-1)的吸光度比。根据标准曲线可以得到接枝率的绝对值。1732cm-1和840cm-1(聚丙烯C-H面外弯曲振动)的峰面积之比即两基团吸光度比,它反映了聚丙烯上接枝单体接枝率的相对大小,即PP的相对接枝率,然后根据下式计算接枝率。
RGMAH/ITA/AA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)
从红外谱图1中可得:RGMAH=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.31
从红外谱图2中可得:RGITA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.20
从红外谱图3中可得:RGAA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.17
结论:单体MAH的接枝效果最好。
2.2不同配方对力学性能和吸油率的影响
在图4可以看出,在PA6用量固定为15%时,PA6/PP共混体系的拉伸强度,随PP-g-MAH用量的增加,拉伸强度迅速增加,在接枝物用量为2%时增加尤其明显,超过这个范围后又略有增加,在接枝物用量为8%时,开始下降。从图中还可以看出,随PP-g-MAH用量的增加,断裂伸长率先降低,当相容剂用量在3%时,达到最低值,超过该范围后一直增加,当接枝物用量为6%~8%时,增加尤其明显。综上所述,接枝物用量应控制在6%~8%为最佳。
2.2.2相容剂用量对吸油率影响
在图5可以看出,在PA6用量固定为15%时,PA6/PP共混体系的吸油率,随PP-g-MAH用量的增加先迅速减小,当PP-gMAH用量为4%-6%时,达到最小值,超过这范围后略有增加。当PP-g-MAH用量为4%-6%时,吸油率达到最小值,比未加接枝物时减少了56%。综上所述,PP-g-MAH用量应控制在4%-6%为最佳。
2.2.3PA6的用量对力学性能的影响
在图6可以看出,在阻隔树脂用量与加入PP-g-MAH比例为4:1时,PA6/PP共混体系的拉伸强度,随阻隔树脂PA6用量的增加一直增加,在PA6用量在20%~25%时,增加尤其明显。从图6还可以看出,随阻隔树脂PA6用量的增加,断裂伸长率一直增加,当阻隔树脂用量在25%~30%时,增加尤其明显。综上所述,阻隔树
在图7可以看出,在阻隔树脂用量与加入PP-g-MAH比例为4:1时,PA6/PP共混体系的吸油率随阻隔树脂用量的增加一直减小,在阻隔树脂用量为25%~30%时减小尤其明显。综上所述,阻隔树脂用量控制在25%~30%为最佳。
3结论
3.1通过对PP与三种相容剂PP-g-MAH,PP-g-ITA,PP-gAA的红外光谱分析,以及接枝率的计算知,相容剂PP-g-MAH的接枝率最高。
3.2当配方中阻隔树脂用量恒为15%,改变相容剂用量时,使体系力学性能最佳的相容剂PP-g-MAH用量为6%~8%。
3.3当配方中阻隔树脂用量恒为15%,改变相容剂用量时,使体系耐油性最佳的相容剂PP-g-MAH用量应控制在4%-6%。
3.4当配方中阻隔树脂用量与相容剂用量比例为4:1,改变阻隔树脂用量时,使体系力学性能最佳的阻隔树脂用量应控制在25%~30%。
3.5当配方中阻隔树脂用量与相容剂用量比例为4:1,改变阻隔树脂用量时,使体系耐油性最佳的阻隔树脂用量为25%~30%。
参考文献
[1]吴培熙.聚合物共混改性原理及工艺[M].北京:中国轻工业出版社,1996(2).
[2]程俊,钱军民等.PA6/PP共混物的研究进展[J].化工新型材料,2001,29(2).
[3]蒋婵杰,曾汉民等.聚丙烯阴离子接枝尼龙6的合成[J].塑料,2002,31(5).
摘要:通过在PP基体中对加入的阻隔树脂尼龙6的用量、相容剂的种类、相容剂的用量的改变来讨论PA6/PP共混物配方的优缺点,从而确定最好配方。结果表明,三种相容剂马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、衣康酸(ITA)中,MAH的接枝率最高,相容性最好。相容剂的种类及用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率有明显影响;阻隔树脂PA6的用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率、吸油率等有显著影响。
关键词:聚丙烯;尼龙6;相容剂;阻隔性
PP作为通用热塑性塑料,与其他塑料相比,密度低,屈服强度,拉伸强度等机械性能均较优异,吸水性小,耐油及耐化学性能优良,易加工且成本较低,并有突出的耐应力开裂性和耐磨性。但PP存在低温脆性,硬度较低成型收缩率大,易老化等缺点。PA6具有良好的综合性能,如冲击强度和拉伸强度高,摩擦系数小,自润滑性好,耐磨性和化学稳定性好有自熄性等,广泛应用于汽车,电子电气,机械,铁路,兵器和建筑等领域。但PA6强极性的特点,使其吸水或吸湿率大,影响制品的尺寸稳定性和电性能。
聚丙烯管不含任何增塑剂,不会霉变和滋生细菌,不含有害成分,无毒,耐热性高,耐压,耐腐蚀性能好。加入阻隔料PA6后,其阻隔性能明显上升,从而可以适合各种有特殊用途的管材。可广泛应用于化工用管、建筑用管、民用管材、工业用管、天然气管道、汽车用管等。
1实验部分
1.1样品制备
将St和MAH两种单体以及PP和一些助剂在高速混合机里充分混合,然后在挤出机中进行熔融接枝造粒,制成接枝母粒。再将接枝物母料、PP、PA6及其他助剂在双螺杆挤出机挤出造粒。通过改变配方制成多种样品。
1.2测试与表征
1.2.1力学性能测试
将样品制片,水煮交联后干燥,然后在万能试验机上按GB1040-92测试其拉伸强度和断裂伸长率。
1.2.2吸油率的测试
为了实验的方便,可采用国标HG2-146-65对塑料耐油性的测定方法(即测定吸油值的方法)来标定阻隔性,它是测定材料阻隔性能的方法之一。
将挤出共混物用模具压成薄板,裁成小片,并在60℃下干燥10h,称其质量W1(未水煮交联的),然后浸在60℃的二甲苯中15h后取出,快速称量得W2,再在80℃下干燥10h后称量W3,最后计算吸油率。
吸油率=(W2-W3)/W1×100%
2结果与讨论
2.1相容剂的选择
2.1.1红外光谱分析
图1为纯PP与抽提过的PP-g-MAH的红外光谱图。
从图1,2,3中可以看出,近似1730cm-1的吸收峰为接枝上的羰基的特征吸收峰,840cm-1是聚丙烯C-H面外弯曲振动。三种接枝物都在近似1730cm-1出现了明显的吸收峰,说明接枝单体MAH,ITA,AA都成功的接枝到PP分子链上。
2.1.2接枝率的计算
将提纯后的样品干燥后制片。薄片用丙酮洗净后烘干,用红外光谱仪测定3各特征基团(PP骨架:2722cm-1,羰基:1732cm-1,苯乙烯:702cm-1)的吸光度比。根据标准曲线可以得到接枝率的绝对值。1732cm-1和840cm-1(聚丙烯C-H面外弯曲振动)的峰面积之比即两基团吸光度比,它反映了聚丙烯上接枝单体接枝率的相对大小,即PP的相对接枝率,然后根据下式计算接枝率。
RGMAH/ITA/AA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)
从红外谱图1中可得:RGMAH=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.31
从红外谱图2中可得:RGITA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.20
从红外谱图3中可得:RGAA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.17
结论:单体MAH的接枝效果最好。
2.2不同配方对力学性能和吸油率的影响
在图4可以看出,在PA6用量固定为15%时,PA6/PP共混体系的拉伸强度,随PP-g-MAH用量的增加,拉伸强度迅速增加,在接枝物用量为2%时增加尤其明显,超过这个范围后又略有增加,在接枝物用量为8%时,开始下降。从图中还可以看出,随PP-g-MAH用量的增加,断裂伸长率先降低,当相容剂用量在3%时,达到最低值,超过该范围后一直增加,当接枝物用量为6%~8%时,增加尤其明显。综上所述,接枝物用量应控制在6%~8%为最佳。
2.2.2相容剂用量对吸油率影响
在图5可以看出,在PA6用量固定为15%时,PA6/PP共混体系的吸油率,随PP-g-MAH用量的增加先迅速减小,当PP-gMAH用量为4%-6%时,达到最小值,超过这范围后略有增加。当PP-g-MAH用量为4%-6%时,吸油率达到最小值,比未加接枝物时减少了56%。综上所述,PP-g-MAH用量应控制在4%-6%为最佳。
2.2.3PA6的用量对力学性能的影响
在图6可以看出,在阻隔树脂用量与加入PP-g-MAH比例为4:1时,PA6/PP共混体系的拉伸强度,随阻隔树脂PA6用量的增加一直增加,在PA6用量在20%~25%时,增加尤其明显。从图6还可以看出,随阻隔树脂PA6用量的增加,断裂伸长率一直增加,当阻隔树脂用量在25%~30%时,增加尤其明显。综上所述,阻隔树
在图7可以看出,在阻隔树脂用量与加入PP-g-MAH比例为4:1时,PA6/PP共混体系的吸油率随阻隔树脂用量的增加一直减小,在阻隔树脂用量为25%~30%时减小尤其明显。综上所述,阻隔树脂用量控制在25%~30%为最佳。
3结论
3.1通过对PP与三种相容剂PP-g-MAH,PP-g-ITA,PP-gAA的红外光谱分析,以及接枝率的计算知,相容剂PP-g-MAH的接枝率最高。
3.2当配方中阻隔树脂用量恒为15%,改变相容剂用量时,使体系力学性能最佳的相容剂PP-g-MAH用量为6%~8%。
3.3当配方中阻隔树脂用量恒为15%,改变相容剂用量时,使体系耐油性最佳的相容剂PP-g-MAH用量应控制在4%-6%。
3.4当配方中阻隔树脂用量与相容剂用量比例为4:1,改变阻隔树脂用量时,使体系力学性能最佳的阻隔树脂用量应控制在25%~30%。
3.5当配方中阻隔树脂用量与相容剂用量比例为4:1,改变阻隔树脂用量时,使体系耐油性最佳的阻隔树脂用量为25%~30%。
参考文献
[1]吴培熙.聚合物共混改性原理及工艺[M].北京:中国轻工业出版社,1996(2).
[2]程俊,钱军民等.PA6/PP共混物的研究进展[J].化工新型材料,2001,29(2).
[3]蒋婵杰,曾汉民等.聚丙烯阴离子接枝尼龙6的合成[J].塑料,2002,31(5).
摘要:通过在PP基体中对加入的阻隔树脂尼龙6的用量、相容剂的种类、相容剂的用量的改变来讨论PA6/PP共混物配方的优缺点,从而确定最好配方。结果表明,三种相容剂马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、衣康酸(ITA)中,MAH的接枝率最高,相容性最好。相容剂的种类及用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率有明显影响;阻隔树脂PA6的用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率、吸油率等有显著影响。
关键词:聚丙烯;尼龙6;相容剂;阻隔性
PP作为通用热塑性塑料,与其他塑料相比,密度低,屈服强度,拉伸强度等机械性能均较优异,吸水性小,耐油及耐化学性能优良,易加工且成本较低,并有突出的耐应力开裂性和耐磨性。但PP存在低温脆性,硬度较低成型收缩率大,易老化等缺点。PA6具有良好的综合性能,如冲击强度和拉伸强度高,摩擦系数小,自润滑性好,耐磨性和化学稳定性好有自熄性等,广泛应用于汽车,电子电气,机械,铁路,兵器和建筑等领域。但PA6强极性的特点,使其吸水或吸湿率大,影响制品的尺寸稳定性和电性能。
聚丙烯管不含任何增塑剂,不会霉变和滋生细菌,不含有害成分,无毒,耐热性高,耐压,耐腐蚀性能好。加入阻隔料PA6后,其阻隔性能明显上升,从而可以适合各种有特殊用途的管材。可广泛应用于化工用管、建筑用管、民用管材、工业用管、天然气管道、汽车用管等。
1实验部分
1.1样品制备
将St和MAH两种单体以及PP和一些助剂在高速混合机里充分混合,然后在挤出机中进行熔融接枝造粒,制成接枝母粒。再将接枝物母料、PP、PA6及其他助剂在双螺杆挤出机挤出造粒。通过改变配方制成多种样品。
1.2测试与表征
1.2.1力学性能测试
将样品制片,水煮交联后干燥,然后在万能试验机上按GB1040-92测试其拉伸强度和断裂伸长率。
1.2.2吸油率的测试
为了实验的方便,可采用国标HG2-146-65对塑料耐油性的测定方法(即测定吸油值的方法)来标定阻隔性,它是测定材料阻隔性能的方法之一。
将挤出共混物用模具压成薄板,裁成小片,并在60℃下干燥10h,称其质量W1(未水煮交联的),然后浸在60℃的二甲苯中15h后取出,快速称量得W2,再在80℃下干燥10h后称量W3,最后计算吸油率。
吸油率=(W2-W3)/W1×100%
2结果与讨论
2.1相容剂的选择
2.1.1红外光谱分析
图1为纯PP与抽提过的PP-g-MAH的红外光谱图。
从图1,2,3中可以看出,近似1730cm-1的吸收峰为接枝上的羰基的特征吸收峰,840cm-1是聚丙烯C-H面外弯曲振动。三种接枝物都在近似1730cm-1出现了明显的吸收峰,说明接枝单体MAH,ITA,AA都成功的接枝到PP分子链上。
2.1.2接枝率的计算
将提纯后的样品干燥后制片。薄片用丙酮洗净后烘干,用红外光谱仪测定3各特征基团(PP骨架:2722cm-1,羰基:1732cm-1,苯乙烯:702cm-1)的吸光度比。根据标准曲线可以得到接枝率的绝对值。1732cm-1和840cm-1(聚丙烯C-H面外弯曲振动)的峰面积之比即两基团吸光度比,它反映了聚丙烯上接枝单体接枝率的相对大小,即PP的相对接枝率,然后根据下式计算接枝率。
RGMAH/ITA/AA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)
从红外谱图1中可得:RGMAH=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.31
从红外谱图2中可得:RGITA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.20
从红外谱图3中可得:RGAA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.17
结论:单体MAH的接枝效果最好。
2.2不同配方对力学性能和吸油率的影响
在图4可以看出,在PA6用量固定为15%时,PA6/PP共混体系的拉伸强度,随PP-g-MAH用量的增加,拉伸强度迅速增加,在接枝物用量为2%时增加尤其明显,超过这个范围后又略有增加,在接枝物用量为8%时,开始下降。从图中还可以看出,随PP-g-MAH用量的增加,断裂伸长率先降低,当相容剂用量在3%时,达到最低值,超过该范围后一直增加,当接枝物用量为6%~8%时,增加尤其明显。综上所述,接枝物用量应控制在6%~8%为最佳。
2.2.2相容剂用量对吸油率影响
在图5可以看出,在PA6用量固定为15%时,PA6/PP共混体系的吸油率,随PP-g-MAH用量的增加先迅速减小,当PP-gMAH用量为4%-6%时,达到最小值,超过这范围后略有增加。当PP-g-MAH用量为4%-6%时,吸油率达到最小值,比未加接枝物时减少了56%。综上所述,PP-g-MAH用量应控制在4%-6%为最佳。
2.2.3PA6的用量对力学性能的影响
在图6可以看出,在阻隔树脂用量与加入PP-g-MAH比例为4:1时,PA6/PP共混体系的拉伸强度,随阻隔树脂PA6用量的增加一直增加,在PA6用量在20%~25%时,增加尤其明显。从图6还可以看出,随阻隔树脂PA6用量的增加,断裂伸长率一直增加,当阻隔树脂用量在25%~30%时,增加尤其明显。综上所述,阻隔树
在图7可以看出,在阻隔树脂用量与加入PP-g-MAH比例为4:1时,PA6/PP共混体系的吸油率随阻隔树脂用量的增加一直减小,在阻隔树脂用量为25%~30%时减小尤其明显。综上所述,阻隔树脂用量控制在25%~30%为最佳。
3结论
3.1通过对PP与三种相容剂PP-g-MAH,PP-g-ITA,PP-gAA的红外光谱分析,以及接枝率的计算知,相容剂PP-g-MAH的接枝率最高。
3.2当配方中阻隔树脂用量恒为15%,改变相容剂用量时,使体系力学性能最佳的相容剂PP-g-MAH用量为6%~8%。
3.3当配方中阻隔树脂用量恒为15%,改变相容剂用量时,使体系耐油性最佳的相容剂PP-g-MAH用量应控制在4%-6%。
3.4当配方中阻隔树脂用量与相容剂用量比例为4:1,改变阻隔树脂用量时,使体系力学性能最佳的阻隔树脂用量应控制在25%~30%。
3.5当配方中阻隔树脂用量与相容剂用量比例为4:1,改变阻隔树脂用量时,使体系耐油性最佳的阻隔树脂用量为25%~30%。
参考文献
[1]吴培熙.聚合物共混改性原理及工艺[M].北京:中国轻工业出版社,1996(2).
[2]程俊,钱军民等.PA6/PP共混物的研究进展[J].化工新型材料,2001,29(2).
[3]蒋婵杰,曾汉民等.聚丙烯阴离子接枝尼龙6的合成[J].塑料,2002,31(5).
摘要:通过在PP基体中对加入的阻隔树脂尼龙6的用量、相容剂的种类、相容剂的用量的改变来讨论PA6/PP共混物配方的优缺点,从而确定最好配方。结果表明,三种相容剂马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、衣康酸(ITA)中,MAH的接枝率最高,相容性最好。相容剂的种类及用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率有明显影响;阻隔树脂PA6的用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率、吸油率等有显著影响。
关键词:聚丙烯;尼龙6;相容剂;阻隔性
PP作为通用热塑性塑料,与其他塑料相比,密度低,屈服强度,拉伸强度等机械性能均较优异,吸水性小,耐油及耐化学性能优良,易加工且成本较低,并有突出的耐应力开裂性和耐磨性。但PP存在低温脆性,硬度较低成型收缩率大,易老化等缺点。PA6具有良好的综合性能,如冲击强度和拉伸强度高,摩擦系数小,自润滑性好,耐磨性和化学稳定性好有自熄性等,广泛应用于汽车,电子电气,机械,铁路,兵器和建筑等领域。但PA6强极性的特点,使其吸水或吸湿率大,影响制品的尺寸稳定性和电性能。
聚丙烯管不含任何增塑剂,不会霉变和滋生细菌,不含有害成分,无毒,耐热性高,耐压,耐腐蚀性能好。加入阻隔料PA6后,其阻隔性能明显上升,从而可以适合各种有特殊用途的管材。可广泛应用于化工用管、建筑用管、民用管材、工业用管、天然气管道、汽车用管等。
1实验部分
1.1样品制备
将St和MAH两种单体以及PP和一些助剂在高速混合机里充分混合,然后在挤出机中进行熔融接枝造粒,制成接枝母粒。再将接枝物母料、PP、PA6及其他助剂在双螺杆挤出机挤出造粒。通过改变配方制成多种样品。
1.2测试与表征
1.2.1力学性能测试
将样品制片,水煮交联后干燥,然后在万能试验机上按GB1040-92测试其拉伸强度和断裂伸长率。
1.2.2吸油率的测试
为了实验的方便,可采用国标HG2-146-65对塑料耐油性的测定方法(即测定吸油值的方法)来标定阻隔性,它是测定材料阻隔性能的方法之一。
将挤出共混物用模具压成薄板,裁成小片,并在60℃下干燥10h,称其质量W1(未水煮交联的),然后浸在60℃的二甲苯中15h后取出,快速称量得W2,再在80℃下干燥10h后称量W3,最后计算吸油率。
吸油率=(W2-W3)/W1×100%
2结果与讨论
2.1相容剂的选择
2.1.1红外光谱分析
图1为纯PP与抽提过的PP-g-MAH的红外光谱图。
从图1,2,3中可以看出,近似1730cm-1的吸收峰为接枝上的羰基的特征吸收峰,840cm-1是聚丙烯C-H面外弯曲振动。三种接枝物都在近似1730cm-1出现了明显的吸收峰,说明接枝单体MAH,ITA,AA都成功的接枝到PP分子链上。
2.1.2接枝率的计算
将提纯后的样品干燥后制片。薄片用丙酮洗净后烘干,用红外光谱仪测定3各特征基团(PP骨架:2722cm-1,羰基:1732cm-1,苯乙烯:702cm-1)的吸光度比。根据标准曲线可以得到接枝率的绝对值。1732cm-1和840cm-1(聚丙烯C-H面外弯曲振动)的峰面积之比即两基团吸光度比,它反映了聚丙烯上接枝单体接枝率的相对大小,即PP的相对接枝率,然后根据下式计算接枝率。
RGMAH/ITA/AA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)
从红外谱图1中可得:RGMAH=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.31
从红外谱图2中可得:RGITA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.20
从红外谱图3中可得:RGAA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.17
结论:单体MAH的接枝效果最好。
2.2不同配方对力学性能和吸油率的影响
在图4可以看出,在PA6用量固定为15%时,PA6/PP共混体系的拉伸强度,随PP-g-MAH用量的增加,拉伸强度迅速增加,在接枝物用量为2%时增加尤其明显,超过这个范围后又略有增加,在接枝物用量为8%时,开始下降。从图中还可以看出,随PP-g-MAH用量的增加,断裂伸长率先降低,当相容剂用量在3%时,达到最低值,超过该范围后一直增加,当接枝物用量为6%~8%时,增加尤其明显。综上所述,接枝物用量应控制在6%~8%为最佳。
2.2.2相容剂用量对吸油率影响
在图5可以看出,在PA6用量固定为15%时,PA6/PP共混体系的吸油率,随PP-g-MAH用量的增加先迅速减小,当PP-gMAH用量为4%-6%时,达到最小值,超过这范围后略有增加。当PP-g-MAH用量为4%-6%时,吸油率达到最小值,比未加接枝物时减少了56%。综上所述,PP-g-MAH用量应控制在4%-6%为最佳。
2.2.3PA6的用量对力学性能的影响
在图6可以看出,在阻隔树脂用量与加入PP-g-MAH比例为4:1时,PA6/PP共混体系的拉伸强度,随阻隔树脂PA6用量的增加一直增加,在PA6用量在20%~25%时,增加尤其明显。从图6还可以看出,随阻隔树脂PA6用量的增加,断裂伸长率一直增加,当阻隔树脂用量在25%~30%时,增加尤其明显。综上所述,阻隔树
在图7可以看出,在阻隔树脂用量与加入PP-g-MAH比例为4:1时,PA6/PP共混体系的吸油率随阻隔树脂用量的增加一直减小,在阻隔树脂用量为25%~30%时减小尤其明显。综上所述,阻隔树脂用量控制在25%~30%为最佳。
3结论
3.1通过对PP与三种相容剂PP-g-MAH,PP-g-ITA,PP-gAA的红外光谱分析,以及接枝率的计算知,相容剂PP-g-MAH的接枝率最高。
3.2当配方中阻隔树脂用量恒为15%,改变相容剂用量时,使体系力学性能最佳的相容剂PP-g-MAH用量为6%~8%。
3.3当配方中阻隔树脂用量恒为15%,改变相容剂用量时,使体系耐油性最佳的相容剂PP-g-MAH用量应控制在4%-6%。
3.4当配方中阻隔树脂用量与相容剂用量比例为4:1,改变阻隔树脂用量时,使体系力学性能最佳的阻隔树脂用量应控制在25%~30%。
3.5当配方中阻隔树脂用量与相容剂用量比例为4:1,改变阻隔树脂用量时,使体系耐油性最佳的阻隔树脂用量为25%~30%。
参考文献
[1]吴培熙.聚合物共混改性原理及工艺[M].北京:中国轻工业出版社,1996(2).
[2]程俊,钱军民等.PA6/PP共混物的研究进展[J].化工新型材料,2001,29(2).
[3]蒋婵杰,曾汉民等.聚丙烯阴离子接枝尼龙6的合成[J].塑料,2002,31(5).
摘要:通过在PP基体中对加入的阻隔树脂尼龙6的用量、相容剂的种类、相容剂的用量的改变来讨论PA6/PP共混物配方的优缺点,从而确定最好配方。结果表明,三种相容剂马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、衣康酸(ITA)中,MAH的接枝率最高,相容性最好。相容剂的种类及用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率有明显影响;阻隔树脂PA6的用量对共混物的拉伸强度、断裂伸长率、吸油率等有显著影响。
关键词:聚丙烯;尼龙6;相容剂;阻隔性
PP作为通用热塑性塑料,与其他塑料相比,密度低,屈服强度,拉伸强度等机械性能均较优异,吸水性小,耐油及耐化学性能优良,易加工且成本较低,并有突出的耐应力开裂性和耐磨性。但PP存在低温脆性,硬度较低成型收缩率大,易老化等缺点。PA6具有良好的综合性能,如冲击强度和拉伸强度高,摩擦系数小,自润滑性好,耐磨性和化学稳定性好有自熄性等,广泛应用于汽车,电子电气,机械,铁路,兵器和建筑等领域。但PA6强极性的特点,使其吸水或吸湿率大,影响制品的尺寸稳定性和电性能。
聚丙烯管不含任何增塑剂,不会霉变和滋生细菌,不含有害成分,无毒,耐热性高,耐压,耐腐蚀性能好。加入阻隔料PA6后,其阻隔性能明显上升,从而可以适合各种有特殊用途的管材。可广泛应用于化工用管、建筑用管、民用管材、工业用管、天然气管道、汽车用管等。
1实验部分
1.1样品制备
将St和MAH两种单体以及PP和一些助剂在高速混合机里充分混合,然后在挤出机中进行熔融接枝造粒,制成接枝母粒。再将接枝物母料、PP、PA6及其他助剂在双螺杆挤出机挤出造粒。通过改变配方制成多种样品。
1.2测试与表征
1.2.1力学性能测试
将样品制片,水煮交联后干燥,然后在万能试验机上按GB1040-92测试其拉伸强度和断裂伸长率。
1.2.2吸油率的测试
为了实验的方便,可采用国标HG2-146-65对塑料耐油性的测定方法(即测定吸油值的方法)来标定阻隔性,它是测定材料阻隔性能的方法之一。
将挤出共混物用模具压成薄板,裁成小片,并在60℃下干燥10h,称其质量W1(未水煮交联的),然后浸在60℃的二甲苯中15h后取出,快速称量得W2,再在80℃下干燥10h后称量W3,最后计算吸油率。
吸油率=(W2-W3)/W1×100%
2结果与讨论
2.1相容剂的选择
2.1.1红外光谱分析
图1为纯PP与抽提过的PP-g-MAH的红外光谱图。
从图1,2,3中可以看出,近似1730cm-1的吸收峰为接枝上的羰基的特征吸收峰,840cm-1是聚丙烯C-H面外弯曲振动。三种接枝物都在近似1730cm-1出现了明显的吸收峰,说明接枝单体MAH,ITA,AA都成功的接枝到PP分子链上。
2.1.2接枝率的计算
将提纯后的样品干燥后制片。薄片用丙酮洗净后烘干,用红外光谱仪测定3各特征基团(PP骨架:2722cm-1,羰基:1732cm-1,苯乙烯:702cm-1)的吸光度比。根据标准曲线可以得到接枝率的绝对值。1732cm-1和840cm-1(聚丙烯C-H面外弯曲振动)的峰面积之比即两基团吸光度比,它反映了聚丙烯上接枝单体接枝率的相对大小,即PP的相对接枝率,然后根据下式计算接枝率。
RGMAH/ITA/AA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)
从红外谱图1中可得:RGMAH=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.31
从红外谱图2中可得:RGITA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.20
从红外谱图3中可得:RGAA=(lgx1/x2)/(lgy1/lgy2)=0.17
结论:单体MAH的接枝效果最好。
2.2不同配方对力学性能和吸油率的影响
在图4可以看出,在PA6用量固定为15%时,PA6/PP共混体系的拉伸强度,随PP-g-MAH用量的增加,拉伸强度迅速增加,在接枝物用量为2%时增加尤其明显,超过这个范围后又略有增加,在接枝物用量为8%时,开始下降。从图中还可以看出,随PP-g-MAH用量的增加,断裂伸长率先降低,当相容剂用量在3%时,达到最低值,超过该范围后一直增加,当接枝物用量为6%~8%时,增加尤其明显。综上所述,接枝物用量应控制在6%~8%为最佳。
2.2.2相容剂用量对吸油率影响
在图5可以看出,在PA6用量固定为15%时,PA6/PP共混体系的吸油率,随PP-g-MAH用量的增加先迅速减小,当PP-gMAH用量为4%-6%时,达到最小值,超过这范围后略有增加。当PP-g-MAH用量为4%-6%时,吸油率达到最小值,比未加接枝物时减少了56%。综上所述,PP-g-MAH用量应控制在4%-6%为最佳。
2.2.3PA6的用量对力学性能的影响
在图6可以看出,在阻隔树脂用量与加入PP-g-MAH比例为4:1时,PA6/PP共混体系的拉伸强度,随阻隔树脂PA6用量的增加一直增加,在PA6用量在20%~25%时,增加尤其明显。从图6还可以看出,随阻隔树脂PA6用量的增加,断裂伸长率一直增加,当阻隔树脂用量在25%~30%时,增加尤其明显。综上所述,阻隔树
在图7可以看出,在阻隔树脂用量与加入PP-g-MAH比例为4:1时,PA6/PP共混体系的吸油率随阻隔树脂用量的增加一直减小,在阻隔树脂用量为25%~30%时减小尤其明显。综上所述,阻隔树脂用量控制在25%~30%为最佳。
3结论
3.1通过对PP与三种相容剂PP-g-MAH,PP-g-ITA,PP-gAA的红外光谱分析,以及接枝率的计算知,相容剂PP-g-MAH的接枝率最高。
3.2当配方中阻隔树脂用量恒为15%,改变相容剂用量时,使体系力学性能最佳的相容剂PP-g-MAH用量为6%~8%。
3.3当配方中阻隔树脂用量恒为15%,改变相容剂用量时,使体系耐油性最佳的相容剂PP-g-MAH用量应控制在4%-6%。
3.4当配方中阻隔树脂用量与相容剂用量比例为4:1,改变阻隔树脂用量时,使体系力学性能最佳的阻隔树脂用量应控制在25%~30%。
3.5当配方中阻隔树脂用量与相容剂用量比例为4:1,改变阻隔树脂用量时,使体系耐油性最佳的阻隔树脂用量为25%~30%。
参考文献
[1]吴培熙.聚合物共混改性原理及工艺[M].北京:中国轻工业出版社,1996(2).
[2]程俊,钱军民等.PA6/PP共混物的研究进展[J].化工新型材料,2001,29(2).
[3]蒋婵杰,曾汉民等.聚丙烯阴离子接枝尼龙6的合成[J].塑料,2002,31(5).
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